建筑物糾傾技術(shù)

建筑物糾傾技術(shù)關(guān)鍵詞：糾傾技術(shù)加固修繕近年來(lái)由于多種原因，一些建筑物發(fā)生傾斜，嚴(yán)重影響正常使用，甚至危害用戶安全；也有一些古老的建筑物發(fā)生了傾斜。正確分析建筑物發(fā)生傾斜的原因，提出合理可行的糾傾方案，采用簡(jiǎn)便、易行的施工方法，盡快將建筑物糾傾扶正，再通過(guò)加固修繕，以較小的工程費(fèi)用支出（相當(dāng)于原造價(jià)的20%~30%）挽救傾斜的建筑物，是利國(guó)利民的好事。導(dǎo)致建筑物傾斜的原因1.地基軟弱，如持力層為飽和軟粘土、淤泥或淤泥質(zhì)土等欠固結(jié)土層，在建筑荷載（特別是偏心荷載）作用下，極易發(fā)生過(guò)大的沉降或傾斜。2.兩建筑物相距過(guò)近，使地基中附加應(yīng)力疊加，地基沉降量加大而導(dǎo)致建筑物的相互傾斜。3.由于管道漏水、地面積水、室外污水井倒灌等，使房屋地基浸水濕陷，建筑物傾斜。這種情況在填土或濕陷性黃土地基發(fā)生的頗多。山西長(zhǎng)治某工廠的100m高煙囪，因一側(cè)的黃土地基浸水濕陷，煙囪傾斜達(dá)153cm。4.在已有建筑物附近施工并降低地下水時(shí)，引起相鄰房屋地基失水固結(jié)，建筑物發(fā)生傾斜。在地下水位較高的各類土中（除砂卵石地基外）均易發(fā)生，如蘭州某住宅樓因相鄰建筑物施工降水而發(fā)生39cm的傾斜。5.地下洞穴如石灰?guī)r溶洞、土洞、墓穴、地下巷道以及地下鐵道工程等，其地面可能發(fā)生沉降，使建筑物發(fā)生傾斜甚至開裂。山西某車站水塔由于基礎(chǔ)附近有基穴且長(zhǎng)期積水，使水塔傾斜64cm。6.地基勘察工作失誤，地基主要受力層范圍內(nèi)有厚薄不均的軟弱土夾層，使建筑物下沉量大小不均，發(fā)生傾斜。7.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面的錯(cuò)誤，如選型不當(dāng)以及施工質(zhì)量低劣而使建筑物傾斜。青島某煙囪，設(shè)計(jì)時(shí)選擇錯(cuò)誤基礎(chǔ)方案，樁數(shù)過(guò)少，并有許多斷樁，導(dǎo)致50m高煙囪傾斜112cm。8.山區(qū)或丘陵地區(qū)，有大面積回填土?xí)r，由于地基土層軟硬不均，引起建筑物傾斜，甚至開裂。9.在建筑物內(nèi)外大量堆載，使地基承受較大的附加壓力，引起基礎(chǔ)沉降，建筑物發(fā)生傾斜。10.由于山體滑坡、地震液化等自然災(zāi)害引起建筑物的傾斜。如日本神戶大地震使位于山坡上的大批建筑物滑胡破壞。11.在深基坑開挖中，由于支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，使相鄰建筑物傾斜或倒塌。如廣州市東風(fēng)路一建筑的深基坑（17.5m），因支護(hù)結(jié)構(gòu)破損，引起相鄰三幢兩層樓房相繼傾斜和倒塌。12.由于建筑施工放線錯(cuò)誤，使相鄰建筑物的基礎(chǔ)重疊相壓，引起建筑物傾斜。圖9-24-l為三河市一居民樓基礎(chǔ)和相鄰水塔基礎(chǔ)重疊相壓，使水塔傾斜40cm。13.在淤泥或飽和軟粘土地區(qū)，由于拆除建筑群中某一棟舊建筑物，使得已經(jīng)平衡穩(wěn)定的地基因局部卸載，在周圍建筑物地基的側(cè)向擠壓下發(fā)生隆起，從而引起相鄰建筑物的傾斜。圖9-24-2是汕頭市某廣場(chǎng)上原有一座古建筑拆除后，使周圍建筑發(fā)生嚴(yán)重傾斜的情形。14.修建在河流、湖泊、水塘岸邊的建筑物，如在地基土層中含有淤泥、軟土夾層，受壓后發(fā)生側(cè)向流動(dòng)擠出，造成地基下陷，建筑物傾斜、破損。此外，如在軟土地基上施工時(shí)，加荷速率過(guò)快，導(dǎo)致地基擠出破壞而引起房屋的傾斜；采用樁基礎(chǔ)的建筑物，樁尖持力層軟硬不均時(shí)，造成樁基礎(chǔ)的差異沉降而引起建筑物的傾斜；或者由于上述多種原因綜合作用，均可導(dǎo)致建筑物傾斜或破壞。建筑物糾傾方法的合理選擇根據(jù)傾斜原因，選擇合理的糾傾方法，是制定好糾傾技術(shù)方案、確保糾傾工程成功的重要前題，選擇糾傾方法時(shí)，應(yīng)注意以下各點(diǎn)：1.為避免采用迫降法（圖9-24-3）造成的室內(nèi)凈空減少、室內(nèi)外管線標(biāo)高改變所帶來(lái)的一系列問(wèn)題，并降低工程造價(jià)，應(yīng)盡可能選用抬升法（圖9-24-4）。2.對(duì)因管道漏水或其他原因地基滲水而引起建筑物的傾斜，可采用浸水法或掏土法。浸水時(shí)要控制浸水量，掏土?xí)r要避免突然下沉現(xiàn)象。3.對(duì)飽和軟粘土或含水量較高的砂性土地基上由基坑開挖、降水引起的傾斜，可在建筑物的另一側(cè)降水（井點(diǎn)管、濾水管、沉井、大口徑井），使建筑物回傾。4.在軟土地基上傾斜的建筑物，可用軟掏土法糾傾（如應(yīng)力解除法），但應(yīng)控制回傾速率。5.對(duì)于粉土、粉質(zhì)粘土、粘土等地基上的傾斜建筑物，用其他方法難于奏效時(shí)，可采取輻射井糾傾法。6.位于砂土或砂性填土地基上的建筑物發(fā)生傾斜時(shí)，可采用局部振搗液化法使地基發(fā)生瞬時(shí)液化，造成基礎(chǔ)下沉而達(dá)到糾傾的目的。7.由于建筑物自重偏心引起傾斜時(shí)，可采用增層（或加載）反壓糾傾法。8.當(dāng)采用樁基礎(chǔ)的建筑物傾斜時(shí)，可用樁體卸載法或樁頂卸荷法糾傾。9.如地基下沉量過(guò)大，軟土層較厚，建筑物又具有較好的整體剛度時(shí)，要采用頂升法或橫向加載糾傾法。10.對(duì)于傾斜量較小的建筑物，可采用水平雙灰樁法糾傾。11.對(duì)在煤礦開采區(qū)或土層易發(fā)生斜向滑塌變形地區(qū)修建房屋時(shí)，施工時(shí)應(yīng)預(yù)留糾傾條件，如預(yù)留砂墊層、頂升孔或錨桿靜壓樁孔等。12.建筑物糾傾時(shí)，并不只是采用一種方法，根據(jù)其傾斜和地基土層特征，可采用兩種或多種并用的糾傾方法，如錨桿靜壓樁及壓重法，注水法和掏土法，輻射井法和應(yīng)力解除法或雙灰樁法等。13.建筑物防止復(fù)傾加固，應(yīng)選擇有效的方法與糾傾同時(shí)進(jìn)行。防復(fù)傾可采用雙灰樁、灌漿、擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積以及地坪纜板法等。建筑物的允許傾斜值當(dāng)建筑的傾斜量已達(dá)到甚至超過(guò)允許傾斜值，且該建筑物尚具有糾傾扶正的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用條件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行建筑物的糾傾扶正。建筑物的允許傾斜值是重要的界限值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并參考有關(guān)規(guī)范的規(guī)定，本文提出建筑物允許傾斜值（表9-24-1）供糾傾工程借鑒。建筑物糾傾水平變位設(shè)計(jì)控制值S’h可按下式近似計(jì)算：式中S’h------建筑物糾傾水平變位設(shè)計(jì)控制值；Hg-----建筑物自地面算起的高度，如圖9-24-3、9-24-4；b-----糾傾方向的建筑物寬度；ΔS’-----建筑物糾傾時(shí)需調(diào)整的沉降差值，ΔS’=ΔS±a；ΔS----建筑物的實(shí)際沉降差；a-----考慮施工因素預(yù)留滯留后的回傾量，常取a值為（1/10~1/12）ΔS。糾傾工程的技術(shù)方案制定為取得糾傾工程的成功，制定糾傾方案時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.在制定糾傾方案前，應(yīng)對(duì)傾斜建筑物的上部結(jié)構(gòu)、地基基礎(chǔ)狀況以及傾斜、裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行調(diào)查分析。2.對(duì)整體結(jié)構(gòu)剛度差的建筑物，糾傾前要對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，以防止糾傾施工時(shí)破損甚至倒塌。3.在制定方案時(shí)，要考慮建筑物地基在糾傾施工時(shí)可能產(chǎn)生的附加沉降，在糾傾施工時(shí)要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)。4.在制定方案時(shí)，要考慮糾傾后再?gòu)?fù)傾的可能性，應(yīng)采用有效加固手段做好防復(fù)傾的地基處理。5.在制定方案時(shí)，選擇的糾傾方法既要安全可靠、施工簡(jiǎn)便，又要經(jīng)濟(jì)合理，盡可能降低工程造價(jià)和縮短工期。6.糾傾扶正施工前要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)性施工。以便選定施工參數(shù)，驗(yàn)證糾傾方案的可行性，進(jìn)行必要的調(diào)整與補(bǔ)充，使其更加完善。7.糾傾方案中應(yīng)規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方式，監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，監(jiān)測(cè)內(nèi)容和手段，以便通過(guò)監(jiān)測(cè)控制回傾速率和掌握糾傾復(fù)位結(jié)束的時(shí)機(jī)，預(yù)留出滯后回傾量。8.糾傾方案中應(yīng)有安全防護(hù)和報(bào)警措施，以確保糾傾施工的正常進(jìn)行。9.糾傾方案應(yīng)對(duì)建筑物復(fù)位后房心土的回填、奔實(shí)、地坪做法以及墻體裂縫的修補(bǔ)等做出規(guī)定，這些都有利于建筑物整體剛度和抗傾復(fù)的能力，要通過(guò)分流措施降低原基礎(chǔ)底面壓力。.10.房屋回傾后，應(yīng)有3個(gè)月的穩(wěn)定觀察期，確認(rèn)建筑物穩(wěn)定后，再進(jìn)行加固與修繕工程。.11.糾傾方案中應(yīng)明確竣工文件所包括的內(nèi)容，如原糾傾設(shè)計(jì)方案、施工日記、試驗(yàn)性施工小結(jié)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及裂縫變化記錄、鑒定和驗(yàn)收結(jié)論等，作為糾傾建筑物的技術(shù)檔案予以保存。建筑物糾傾新技術(shù)近年糾傾技術(shù)有較大發(fā)展，常用的建筑物糾傾新技術(shù)有：浸水法、輻射井法、錨桿靜壓樁法、頂升法、應(yīng)力解除法飛觸變法、樁身卸荷法、降水法、靜力壓樁法等。9-24-5-1浸水糾傾法這是在建筑物傾斜的一側(cè)地基中注水，引起地基濕陷的糾傾方法。浸水糾傾法適用于含水量低于20%，濕陷系數(shù)（coefficientofco11apsibility）δs大于0.05的濕陷性黃土或填土地基上建筑物的糾傾工程，可選用注水坑、孔或槽等不同方式注水；注水糾傾前，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)。注水試驗(yàn)坑（槽）與傾斜建筑物間距不小于5m，試驗(yàn)坑（槽）底部低于基礎(chǔ)底面以下0.5m，通過(guò)試驗(yàn)確定滲透半徑、注水量與滲透速度的關(guān)系。一棟建筑物的試驗(yàn)注水坑、槽不宜少于2處。9-24-5-2輻射井法這是通過(guò)在傾斜相反一側(cè)的室內(nèi)外設(shè)置輻射井進(jìn)行人工射水、排土糾傾的方法。該法適用于粘性土、粉土、砂性土或填土等地基上的獨(dú)立、條形基礎(chǔ)的建筑物的糾傾工程。此法是經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐證明有廣泛適用性的有效糾傾方法。輻射井一般可采用圓形混凝土或磚砌沉井，井的內(nèi)徑不小于0.8~1.0m，井身的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不低于15MPa，磚的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于7.5MPa，水泥砂漿標(biāo)準(zhǔn)立方體抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于5MPa。輻射井應(yīng)設(shè)置在建筑物沉降較小一側(cè)的室內(nèi)外，其數(shù)量、下沉深度和中心距應(yīng)根據(jù)建筑物的傾斜情況、基礎(chǔ)類型、埋深、場(chǎng)地環(huán)境以及基底下土層性質(zhì)等因素確定。通過(guò)試驗(yàn)性施工取得本法所需的施工參數(shù)，是取得糾傾成功必不可少的條件。輻射井應(yīng)在井壁上設(shè)置射水孔與回水孔，射水孔為12cm×12cm，回水孔為6cm×6cm，射水孔位置應(yīng)設(shè)在距基礎(chǔ)底面下50~80cm左右，回水孔宜在射水孔下交錯(cuò)布置，沉井應(yīng)封底，井底標(biāo)高宜低于射水孔標(biāo)高1.0~1.2m。通過(guò)高壓射水槍的射水排土，在基礎(chǔ)下地基中，形成若平水平孔洞，使部分地基應(yīng)力被解除，可引起地基土不斷塌落變形，迫使建筑物沉降小的一側(cè)地基不斷沉降。由于成孔大小、深度、間距的可調(diào)性，該法能有效控制建筑物的回傾速率和變形量。該法的排土范圍廣，施工安全，不受天氣變化影響?糾傾方法可靠。高壓射水泵工作壓力及流量，一般應(yīng)根據(jù)需要沖孔的土層軟硬，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)確定，每棟建筑物應(yīng)不少于兩組射水施工設(shè)備及人員同時(shí)施工，沖孔排土范圍應(yīng)貫通基礎(chǔ)底下全寬度。在射水、排土過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)建筑物的整體剛度、基礎(chǔ)類型、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等因素，確定建筑物的最大沉降速率，一般回傾速率應(yīng)控制在5~15mm/d；完工后應(yīng)繼續(xù)對(duì)建筑物進(jìn)行沉降觀測(cè)，其時(shí)間一般不應(yīng)少于l~2個(gè)月。射水井尚應(yīng)回填337灰土分層夯實(shí)。在室內(nèi)地坪標(biāo)高1m以下范圍內(nèi)的射水井井壁應(yīng)拆除。9-24-5-3錨桿靜壓樁糾傾法這是在傾斜一側(cè)建筑物基礎(chǔ)上設(shè)置壓樁架，鑿樁孔，將樁壓入地基中的糾傾方法。錨桿靜壓樁法適用于地基地層較軟弱，沒(méi)有孤石、樹根以及持力層埋藏較淺的地基；設(shè)計(jì)鋪桿靜壓樁前應(yīng)對(duì)糾傾建筑物地基進(jìn)行靜力觸探，Ps值應(yīng)小于8MPa，查明地層分布情況，確定樁端持力層的位置。錨桿靜壓樁的設(shè)計(jì)應(yīng)包括錨桿直徑、錨固長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，樁尺寸選定，壓樁孔，樁數(shù)及其排列，壓樁力的確定，以及反力架、千斤頂?shù)龋▓D9-24-6）。錨桿靜壓樁法還可分別與掏土、降水以及壓重等輔助措施相配合進(jìn)行糾傾。9-24-5-4頂升糾傾法這是在傾斜相反一側(cè)的墻或柱體上，設(shè)置若干千斤頂，以其頂升力進(jìn)行糾傾的方法，它適用于建造在深厚的軟土地基上建筑物的糾傾工程。頂升糾傾法是在建筑物的首層的柱或墻上設(shè)置頂升點(diǎn)，根據(jù)建筑物的總荷重與頂升力（千斤頂）的大小來(lái)確定頂升點(diǎn)的數(shù)目；頂升力是按墻體或柱承載能力來(lái)設(shè)計(jì)，對(duì)于多層磚混結(jié)構(gòu)，一般頂升力控制在200kN左右；9-24-5-5應(yīng)力解除法（鉆孔排泥糾傾法）這是在傾斜相反一側(cè)，用鉆機(jī)均勻鉆孔，造成地基側(cè)向應(yīng)力解除，使基底下淤泥向外擠出，引起地基下沉的糾傾方法，它適用于建造在厚度較大的淤泥地基上建筑物的糾傾。鉆孔的布置和直徑的選擇，應(yīng)根據(jù)建筑物場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、掏十的次序、糾傾量的要求以及施工機(jī)具條件確定，孔徑一般可選0.4~0.6m。鉆孔內(nèi)由基底向下3~5m深度范圍內(nèi)設(shè)置鉆孔的套管，保護(hù)基底下的土體不直接向側(cè)向流動(dòng)，套管長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)掏土深度確定。施工時(shí)要根據(jù)建筑物回傾速率，有控制地鉆取出套管下擠入鉆孔的淤泥，促使地基沉降，建筑物回傾。9-24-5-6淤泥觸變糾傾法這是在傾斜相反一側(cè)地基中，采用旋噴、定噴或擺噴等高壓射水或振搗棒振動(dòng)等引起淤泥觸變(thixotropy)，使其瞬時(shí)喪失強(qiáng)度，造成建筑物回傾的糾傾法，它適用于淤泥或淤泥質(zhì)粘土地基上鋼筋混凝土基礎(chǔ)的建筑物糾傾。觸變噴射孔位應(yīng)選擇在建筑物沉降小的一側(cè)或直接設(shè)置在基底下。觸變噴射孔位的數(shù)量和距離選擇，應(yīng)視建筑物糾傾量和地質(zhì)情況確定，糾傾量小時(shí)可采用封閉式噴射孔；糾傾量大時(shí)選用連通式噴射孔。糾傾量可通過(guò)調(diào)整噴射孔距、觸變深度、控制噴射壓力和調(diào)整噴射時(shí)間等參數(shù)確定。9-24-5-7樁身卸荷法樁身卸荷糾傾法是采用壓力為20MPa高壓水，噴射建筑物沉降較小一側(cè)樁身的全部或部分，或沖松柱底土層，暫時(shí)破壞部分樁的承載力，促使樁基礎(chǔ)產(chǎn)生下沉。達(dá)到糾傾要求時(shí)，還可根據(jù)土質(zhì)條件，采用合適的加固方法，恢復(fù)樁基承載能力。采用樁身卸荷法糾傾時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算卸荷一側(cè)樁承臺(tái)的支承能力，防止建筑物產(chǎn)生不可控制的下沉。卸荷的樁數(shù)，可通過(guò)試算，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工和觀測(cè)資料調(diào)整。糾傾量較大時(shí)應(yīng)采取分階段卸荷、分階段沉降法，防止次應(yīng)力對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響。9-24-5-8降水法適用于飽和土地基上的淺基礎(chǔ)，且上部結(jié)構(gòu)剛度較好的建筑物糾傾，其方法是在室外傾斜相反一側(cè)地面上，通過(guò)設(shè)置沉井斗井點(diǎn)管、濾水管以及大口徑降水井等，用泵排水，強(qiáng)制降低地下水位進(jìn)行糾傾。沉井一般采用圓形磚砌沉井或預(yù)制混凝土井筒，內(nèi)徑不于小1.0m，磚強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于7.5MPa，水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于5MPa；沉井下沉施工時(shí)，為減少井內(nèi)積水，便于施工，可邊抽水邊挖土，水量較大時(shí)，可暫時(shí)用石灰砂漿封住淺水孔，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后再啟封使用。9-24-5-9靜力壓入樁糾傾法靜力壓入樁糾傾法，適用于建在局部土坑、暗溝和古井等松軟填土、淤泥土、含有透晶體地質(zhì)條件地基上的條形與單獨(dú)基礎(chǔ)建筑物的糾傾工程，該法是以基礎(chǔ)底面為反力支托，在基礎(chǔ)下地基中壓樁的辦法進(jìn)行建筑物糾傾。壓人樁可選用15cm×15cm鋼筋混凝土方柱或圓樁，樁長(zhǎng)可根據(jù)開挖坑底標(biāo)高的凈空